GB50332-2002给水排水工程管道结构设计规范

中华人民共和国国家标准 给水排水工程管道结构设计规范 S t r u c t u r a l d e s i g n c o d e f o r p i p e l i n e s o f w a t e r s u p p l y a n d w a s t e w a t e r e n g i n e e r i n g GB 5 0 3 3 2 - 2 0 0 2 批准部门:中华人民共和国建设部 施行日期:2 0 0 3年 3月 1日 5- 1 2一 1 中华人民共和国建设部 第 9 2号 建设部关于发布国家标准 给水排水工程管道结构设计规范的公告 现毗准 给水排水工程管道结构设计规范为国 家标准，编号为 G B 5 0 3 3 2 -2 0 0 2 ,自2 0 0 3年 3月 1 日 起 实 施。 其 中，第 4 . 1 . 7 , 4 . 2 . 2 , 4 . 2 . 1 0 , 4 . 2 . 1 1 、4 . 2 . 1 3 , 4 . 3 . 2 , 4 . 3 . 3 , 4 . 3 . 4 , 5 . 0. 3 , 5 . 0 . 4 , 5 . 0 . 5 , 5 . 0 . 1 1 、5 . 0 . 1 3 , 5 . 0 . 1 4 , 5 . 0 . 1 6 条 为强制性条文，必须严格执行。原 给水排水工程结 构设计规范G B J 6 9 -8 4 中的相应内容同时废止。 本规范由建设部标准定额研究所组织中国建筑工 业出版社出版发行 中华人民共和国建设部 =00二年十一月二十六 日 前言 本规范根据建设部 ( 9 2 )建标字第 1 6 号文的要 求， 对 原规范 给水排水工程结构设计规范 G B J 6 9 - - 8 4 作了修订。由北京市规划委员会为主编部 门， 北京市市政工程设计研究总院为主编单位，会同 有关设计单位共同完成。原规范颁布实施至今已 1 5 年， 在_ 程实践中效果良 好。这次修订主要是由于下 列两方面的原因: ( 一)结构设计理论模式和方法有重要改进 G B ,16 9 -8 4 属于通用设计规范， 各类结构 ( 混凝 土、 砌体等)的截面设计均应遵循本规范的要求。我 国于 1 9 8 4年发布 -O . 9 铸铁管 F; x 蕊52 F o k F, k 5 F w k + 0 . 5 混凝土管F k ( 1 . 4 一1 . 5 ) F . k 化学竹材F , k ( 1 . 4 一1 . 5 ) Fk 注:1 工业企业中低压运行的管道，其设计内水压力 可取 工 作 压 力 的 1 . 2 5倍，但 不 得 小 于 O AMP . . 2 馄凝土管包括钢筋混凝土管、预应力混凝土 管、预应力钢简混凝土管 3 化学管材管道包括硬滚扳乙烯圆管 ( U P V C) I 聚乙烯圆管 ( P E ) 、玻璃纤维增强塑料管 ( G R P , F R P )等 4 铸铁管包括普通灰口铸铁管、球里铸铁管、未 经退火处理的球态铸铁管等。 5 当管线上没有可布的调压装置时，设计内水压 力可按具体情况确定。 4 . 1 一 般 规 定 3 . 3 . 5 埋设在地表水或地下水以下的管道， 应计算 作用在管道上的静水压力 ( 包括浮托力) ， 相应的设 计水位应根据勘察部门和水文部门提供的数据采用。 其 标准 值 及 准 永 久值系 数0 ， 的 确定， 应符合 下列规 定 : 1 地表水的静水压力水位宜按设计频率 1 %采 用。相应准永久值系数，当按最高洪水位计算时， 可 取常年洪水位与最高洪水位的比值。 2 地下水的静水压力水位，应综合考虑近期内 变化的统计数据及对设计基准期内发展趋势的变化综 合分析， 确定其可能出现的最高及最低水位。 应根据对结构的作用效应，选用最高或最低水 位。相应的准永久值系数，当采用最高水位时，可取 平均水位与最高水位的比值;当采用最低水位时，应 取 1 . 0计 算。 3地 表 水 或 地 下 水 的 熏 度 标 准 值 ， 可 取l O k N / m 3 计算。 3 . 3 . 压力管道在运行过程中可能出现的真空压力 F， 其标准值可取0 . 0 5 M P a 计算; 相应的准永久值 系数可取4 q = 0 . 3 . 3 . 7 对埋地管道采用焊接、 粘接或熔接连接时， 其闭合温度作用的标准值可按+ 2 5 1C温差采用;相应 的 准 永 久 值系 数可 取0 , = 1 . 。 计 算。 3 . 3 . 8 对架空管道，当采用焊接、枯接或熔接连接 时，其闭合温度作用的标准值可按具体工况条件确 定; 相 应的 准 永 久 值系 数 可 取55 a - 0 . 5 计 算 3 . 3 . 9 露天架空管道上的风荷载和雪荷载， 其标准 值及准水久值系数应按现行国家标准 ( 建筑结构荷载 规范G B 5 0 0 0 9 的有关规定确定。 4 . 1 . 1 本规范米用以概率理论为基础的极限状态设 计方法，以可靠指标度量结构构件的可靠度，除对管 道验算整体稳定外， 均采用含分项系数的设计表达式 进行设计。 4 . 1 . 2 管道结构设计应计算下列两种极限状态: 1 承载能力极限状态:对应于管道结构达到最 大承载能力， 管体或连接构件因材料强度被超过而破 坏; 管道结构因过盘变形而不能继续承载或丧失稳定 ( 如横截面压屈等) ; 管道结构作为刚体失去平衡 ( 横 向滑移、上浮等) 。 2 正常使用极限状态: 对应于管道结构符合正 常使用或耐久性能的某项规定限值; 影响正常使用的 变形量限值;影响耐久性能的控制开裂或局部裂缝宽 度限值等口 4 . 1 . 3 管道结构的计算分析模型应按下列原则确 定 : 1 对于埋设于地下的矩形或拱形管道结构， 均 应属刚性管道;当其净宽大于3 . 0 .时，应按管道结 构与地基土共同作用的模型进行静力计算。 2 对于埋设于地下的回形管道结构。应根据管 道结构刚度与管周土体刚度的比 值a . ， 判别为刚性管 道或柔性管道，以此确定管道结构的计算分析模型: 当. , -I 时， 应按刚性管道计算; 当a , -K , ( 9 .k +F， )( 4 . 2 . 1 2 - 1 ) F., . e = 1 一 ， 22 t / JD o Ed 2( ， “ 一 1 ) + ， 了 ) ( 4 . 2 . 1 2 - 2 ) 式中F , , -管壁截面失稳的临界压力标准值 ( N / , . . 2 ) ; Q . k 地面车辆轮压传递到管顶处的竖向压 力标准值 ( N / m m z ) ; F v k - 管内真空压力标准值 ( N / m m ) ; 与 管材的泊桑比; 叭 管侧回填土的泊桑比; D ,管道的计算直径 ( m m) ，可取管壁中 线距离; n 管壁失稳时的折络波数， 其取值应使 F， * 为最小值，并为等于、 大于2 . 0 的整数 4 . 2 . 1 3 对非盆体连接的，道. 在其妞设方向改变处. 应作抗滑称定脸算。抗滑趁定应按下列规定脸称: 1 对各项作用均取标准值计林; 2 对祖定有利的作用.只计入永久作用 ( 包括 由永久作用形成的.阻力】 ; 3 对沿滑动方向一侧的土压力可按被动土压力 计算; 4 抗滑脸葬的艳定性抗力系傲不应小子1 . 5 . 4 . 2 . 1 4 被动土压力标准值可按下式计算: 时，应按短期效应的标准组合作用计算。作用效应的 标准组合设计值， 应按下式确定: S d = 艺G , G ik + C Q Q lk + lp 艺C Q ;Q , k F p、 一 ， ，二 tg ( 4 5 。 十 子 ) (4 .2 式中fl - 一 土的内摩擦角，应根据试验确定 试验数据时， 可取 3 0 “ 计算。 .14) 5E 4 . 3 正常使用极限状态脸算规定 4 . 3 . 1 管道结构的正常使用极限状态计算， 应包括 变形、 抗裂度和裂缝开展宽度，并应控制其计算值不 超过相应的限定值。 4 . 3 . 2 柔性管道的变形允许位， 应符合下列共求: 1 采用水泥砂桨等剐性材料作为防有内衬的金 目，道.在组合作用下的.大经向变形不应妞过 0 . 0 2 - - 0 . 0 3 D. ; 2 采用廷性良 好的防启涂料作为内衬的金.，道. 在组合作用下 的最大竖向 变形不应妞过0 . 0 3 - 0 . 0 4 D e ; 3 化学跪材，道。 在组合作用下的.大经向变 形不应超过O . O S D . . 4 . 3 . 3 对于刚性管道. A翩筋砚硬土结构构件在组 合作用下. 计X健面的受力状杏处于受奇、大伯心受 压或受拉时， 截面允许出理的.大理组宽度.不应大 于0 . 2 m mp 4 . 3 . 4 对于刚性，道.其混扭土结构构件在组合作 用下， 计算截面的受力状态处于轴心里拉或小偏心受 拉时. 截面设计应按不允许级筑出理控祠。 4 . 3 . 5 结构构件按正常使用极限状态验算时，作用 效应均应采用作用代表值计算。 4 . 3 . 对混凝土结构构件截面按控制裂缝出现设计 ( 4 . 3 . 6 ) 4 . 3 . 7 对钢筋混凝土结构构件的裂缝展开宽度， 应 按准永久组合作用计算。作用效应的准永久组合设计 值， 应按下式确定: S d 一习G G ,G ik + 艺C w O v Q , k ( 4 . 3 . 7 ) ， =1了 书1 式中 0 v 相应J 项可变作用的准永久值系数， 应按本规范3 . 3的有关规定采用。 4 . 3 . 8 对柔性管道在组合作用下的变形，应按准永 久组合作用计算，并应按下式计算其变形量: 。尺 d r o ( F. k + 2 O a 9 . k r o ) _ _ 、 w d ，一 Dl -D ,戴声赢拔鑫 ( 4 .3 ” 式中an d ，二管道在组合作用下的最大竖向变形 ( m m ) ，并应符合4 . 3 . 2 的要求; D变形滞后效应系数， 可取 1 . 0 0 一 1 . 5 0 计算; K d管道变形系数， 应按管的敷设基础 中心角确定;对土弧基础，当中心 角为 9 0 0 , 1 2 0 “ 时，分别 可 采用 0 . 0 9 6 , 0 . 0 8 9 ; F, k 每延长米管道上管顶的竖向土压力 标准值 ( k N / m m) ，可按附录B 计 算; 9 .t 地面车辆轮压传递到管顶处的竖向 压力标准值 ( k N / m m ) ，可按附录 G计算; lc 管 壁的 单位长度截面 惯性矩 ( m m , / n u n ) 。 4 . 3 . ， 对刚 性管道， 其钢筋 棍凝土 构件在标准 组合作用 下的截面控制裂缝出现计算， 应按下列规定计算: 1 当计算截面处于轴心受拉状态时，应满足下 式要求 : N A o “ 。 f .k ( 4 . 3 . 9 - 1 ) 式中N k 在标准组合作用下计算截面上的轴向 力 ( N) ; A d 计算截面的换算截面积 ( m m ) ; f 1k 构件混凝土的抗拉强度标准值 ( N / m m ) ， 应按现行国家标准 混凝土结 构设计规范G B 5 0 0 1 0 的规定确定; a 。 混凝土拉应力限制系数，可取0 . 8 7 0 2 当计算截面处于小偏心受拉状态时， 应满足 下式要求: - k ( _ “o( Y W n 十 A) -3 0 混凝土抗渗等级3 i 5 4防 5 8 注:杭渗标号S i 的定义系指龄期为2 8 d 的握凝土试件， 施加: x 1 护 k P . 水压后满足不诊 水指标。 衰5 . 0 . 4 钢筋的净保护层.小厚度 ( m m ) t4t# #901 顶板侧壁 底板 上层下层内侧 外侧上层下层 给水雨水3 03 03 03 03 04 0 污水合流3 04 04 03 5 4 04 0 注: 底板下应设有混凝土垫层; 2 当地下水有浸蚀性时，顶板上层及侧壁外侧筋 的净保护层厚度尚应按侵蚀等级予以加厚; 3 构件内分布钢筋的混凝土净保护层厚度不应小 于 加- 5 . 0 . ， 厂制混凝土压力管道的抗渗性能， 应满足在 设计内水压力作用下不渗水。 5 . 0 . 1 0 砌体结构的抗渗， 应设it可书的构造措施 满足在使用条件下不渗水。 5 . 0 . 1 1 在.冷月平均气皿低于一 3 的地区。.明 .设的，道和排水.道的进、出口处不少子10 1S i m长 度的，道苗构. 不月来用枯土砖翻体。 5 . 0 . 1 2 在最冷月平均气温低于一 3 的地区，搏明 的 钢筋混凝土管道应具有良 好的抗冻性能， 其混凝土 的 抗冻等级不应低于F 2 0 0 o 注:混舰土的杭冻等级F i ,系指赞期为2 8 天的混凝土 试件经冻融循环 次作用后，其强度降低不超过 2 5 %,重且损失不超过5 %.冻融循环次数系指从 十 3 以上降低一 3 以下， 然后回升至+ 3 以上 的交替次数。 5 . 0 . 1 3 沮扭土中的喊含二大限位. 应符合 蔑挽 土艘含.限 位标准C E C S 5 3 的规定。 5 . 0 . 1 4 翻，的设计厚度， 应根姗什薄协典的厚 度另加启蚀构造娜度。此项构造娜度不应小于2 m m , 5 . 0 . 1 5 铸铁管的设计壁厚应按下式采用 t = 0 . 9 7 5 t p 一 1 . 5 ( 5 . 0 . 1 5 夕 式中t 设计壁厚 ( m m ) ; t o铸铁管的产品壁厚 ( m m ) o 5 . 0 . 1 6 埋地，通的回坟土应予压实，其压实系傲 孟 。 应符合下列规定: 1 对日形柔性.道弧形土段设时，件鹿整层 的 压实暇傲应根.设计，农采用. 坦创在 肚% 5- 1 2- 1 0 100一50 9 0 %; 相应，两侧 ( 包括腋部)的压实系傲不应低于 9 0 %9 5 %0 2 对日形刚性，道和矩形，道.其两侧回坟土 的压实系傲不应低于9 0 %0 3 对，顶以上的回坡土.x压实系数应根据 地面要求确定;当修筑道路时.应淆足路甚的要 求。 续表 回填 土压实系数 钞森 ( %) N s,.S 土的 类 别 粘性土或粉土 W , , 5 时 ， 应 取 5 = 1 . 0 计算。 此时B , 应为管中 心处按设计要求达到 的压实密度的演土宽度。 附录B 管顶竖向土压力标准值的确定 裹A . 0 . 2 - 1 管侧回坡土和，侧顺状 土的变形模. ( MP a ) 只 8 59 09 51 0 0 45 0 砾石 、 碎石571 0 2 0 砂砾、砂卵石、细粒土 含童不k 于1 2 % 357 1 4 砂砾. 砂卯石、 细粒土含 量大于 1 2 % 1351 0 粘性士或粉土( wL 1 . 0 时，应取 1 . 0 ; 1 1 按长期效应准永久组合作用计算的截 面纵向受拉钢筋应力 ( N / . . 2